针对光腔衰荡光谱(CRDS)的吸收光谱曲线,利用MATLAB工具软件和最小二乘算法对常用的6种气体吸收光谱拟合算法(VP、GP、AVP、AGP、SDVP、SDAVP算法)进行编程,并设计了参数设置、拟合结果显示等界面化窗口;通过CRDS采集已知浓度CO2气体的吸收光谱;采用6种算法对吸收光谱进行拟合实验,比较6种不同线型算法的拟合误差。拟合结果显示:拟合曲线和测量点几乎完全重合;AVP算法拟合的平均残差最大,为3.1748×10 -3, GP及AGP算法的平均残差最小,为1.3212×10 -3,由此验证了6种线型算法在气体吸收光谱曲线拟合中的可行性;AVP算法的运算时间最短,为1.7516 s,SDAVP的运算时间最长,为389.682 s,GP算法的运算时间小于AGP算法。综合考虑残差与运算时间后认为,GP算法最适用于CRDS光谱线型的拟合。

利用逐线积分方法，建立了一种均匀大气中氧气 A吸收带平均透过率快速计算模型。模型采用等波数间隔取样，能根据大气温度和压强自动选择谱线线形，并利用直和模型进行快速近似计算 Voigt线形函数。在不同大气模式下设置不同传输路径，利用该模型计算氧气 A带平均透过率与路径长度关系曲线，并将计算结果与 Modtran软件计算结果进行对比。从对比结果可知，不同路径下模型计算的平均氧气透过率最大相对误差均小于 2%，计算时间均小于 1s，具有较高的准确度和计算实时性。计算结果表明该模型能够在均匀大气中对氧气 A带平均透过率进行快速准确计算。

建立一种高分辨率的气体吸收光谱的逐线计算模型，分子谱线参数数据库采用了最新的低温库HITRAN2008和高温库HITEMP2010，能根据温度条件自动选择合适的谱带参数库，并可同时满足高温和常温气体辐射计算。计算波数采用等间隔取样，取样间隔大小以能分辨出典型分子谱线为条件确定。线翼截断采取等波数截断，总内配分函数由Gamache拟合三次多项式计算。谱线线型根据气体温度和压力来选择，最后，利用该模型计算了压力为1atm，不同温度、浓度和路径长度下CO2在4.3 μm和2.7 μm的透射率。考虑FTIR仪器增宽，将逐线计算结果降为窄带透射率，与中分辨率的试验结果对比均吻合，并能在较宽的温度范围内保证精度。

因为器件性价比高、 可复用、 远距离探测, 抗电磁辐射等优势, 基于内腔光纤激光器的气体光谱检测方法受到了广泛的关注。 通过精心设计气室和反射镜, 建立了内腔光纤激光器气体检测系统。 在锯齿波电压驱动下, F-P可调谐滤波器连续调谐, 实现了波长扫描, 可获得多条气体吸收谱线, 一次扫描相当于多次测量, 极大的提高了测量灵敏度。 实验结果表明, 检测误差可控制在100 ppm内, 相对误差小于实际气体浓度的3％。